小型手推式除雪機設計

欒加航 侯曉斌

摘要：冬季路面積雪會增加交通運行的危險性，而小型除雪機能夠快速清除人行道等除雪車處理不了的路面積雪，它不僅實用而且便利，最重要的是它價格很容易被人們接受，并且適用的場景及其普遍，所以，小型手推式除雪機的研發是符合社會的趨勢的。

關鍵詞：小型;手推式;除雪裝置

一、背景

我國北方的冬季天氣寒冷，晝夜溫差較大，降雪量也是很大，所以這導致的后果就是大量的積雪來不及被處理，極容易造成車輛滑車、追尾等交通事故，所以環衛工人的工作重點就放在了車流量較多的公路上，然而有更大安全隱患的小路沒有得到及時的清理，特別是在一些小型機械行走的地方、人們晚上經常出來散步的地點得不到環衛工人的青睞，很容易會造成安全事故。

目前為止，溶解法和機械法依舊是使用最普遍的。溶解法通常就是用化學物品。其好處是除凈率高，然而其除雪所需要的費用很高，并且容易使環境遭到破壞。盡管已經研發出環保型的融雪藥劑，相比較之前的有了大大的改善，降低了對環境的破壞，但依舊沒有徹底的消除。因而其使用時需要慎重的考慮，避免使其使用價值大大折扣。機械法簡單的來說就是通過簡單的機械作用破壞冰層和積雪降低冰雪的威脅。明顯的不足就是除凈率低，好處就是對積雪周圍的植被環境沒有一點影響。能完成冰雪的破壞和轉移，使用范疇普遍。

二、國內外除雪機的發展現狀

在國外人們早已經用已有的設備像推土機來制造除雪機的前身，就是將推雪板安裝在推土機的前面，在推土機前進的過程中將雪集中在一起，在優化延伸下去就是犁式除雪機。國外各種各樣的除雪機，性能非常強大，應百姓的要求，采用了新的技術的除雪機不僅提高了除雪效率還更能適應各種工作環境。隨著在除雪機方向上研究的穩定，目前市場上流行的大多數除雪機大致分為兩類，一類是鏟推式的，在一類是拋揚式的。但萬變不離其宗，原理都是用大型車載著除雪設備進行除雪任務。這些大型的掃雪機雖然性能穩定，但是制作資本高，不適合較窄的小路等路面上積雪的清理

但是反觀國內情況，在除雪機方面的沒有足夠的技術力量支持，大多數依賴于進口，對于這方面的研究很少。因此，現在我國的情況是，在大雪之后，城市內絕大多數的公路都是采用經典的除雪方法，即通過人工加簡單的除雪機械進行道路的養護工作;大型的專業設備大多數用來養護高速和機場等重要路段。在國內的市場中，除雪機無論是在功能還是質量上跟發達國家相比較都是處于劣勢的，再加之，國內在除雪機的方面研究的很少，所以造成了依賴于進口這種情況。

三、基本結構及原理

（1）基本結構

（2）除雪原理

工作時原動機提供動力，再由傳動裝置將動力傳到工作部分。當人在推著設備前進的過程中，積雪裝置將積雪收集到儲雪箱中，然后通過拋雪器利用拋雪葉片的離心作用將雪通過拋雪器拋出，最終達到除雪的目的。

設備作業時動力傳動流程：柴油機→傳動鏈→傳動軸→渦輪蝸桿減速器→攪龍軸→葉片

四、設備的重要零部件

（1）原動機

設計的設備趨于小型化，且適用地點面積較為狹窄，所以原動機體積要控制大小，故而我選擇了體積相對較小的汽油機。

（2）傳動形式

鏈傳動和帶傳動、齒輪傳動相比較，沒有彈性打滑和整體打滑現象，可以不像帶那樣張的很緊，軸上所受的壓力較小;鏈條均采用金屬材料制造，在相同的使用條件下，鏈傳動的整體尺寸較小，結構較為緊湊;鏈傳動性對于其他傳動不論是在制造方面還是在安裝方面的要求都是低的，但這并不影響它準確的傳動比以及高達98%的傳動效率。本次設計中傳遞能量的傳動方式將采用鏈傳動的型式。

（3）傳動軸

軸是組成機器很重要的零件。任何通過回轉運動才能夠起作用的零件，毫無意外的都是在軸上才能夠進行運動和傳遞動力。所以傳動軸的作用簡單的概括為傳遞原動機提供的動力和支撐回轉部件的工作。在本次設計當中，傳動軸是用來把原動機產生的能量通過傳動鏈傳遞到傳動軸，在帶動軸上的拋雪葉輪的同時通過蝸輪蝸桿傳遞給攪龍軸，所以傳動軸是有著至關重要的用處。

（4）蝸輪蝸桿減速器

因為原動機通過傳動鏈傳遞給傳動軸的轉速較高，相對而言人的前進速度就比較慢，導致了集雪速度相對也慢，所以需要一個減速裝置進行減速來平衡兩者之間產生的速度差，經過對設計的體積考量，選擇渦輪蝸桿進行減速。因為蝸桿傳動功率小，速速并不會很快，故采納了45號鋼作為材料的選擇，為了提高其效率，對蝸桿螺旋齒表面進行淬火，表面的硬度45到50HCRC。蝸輪選用鑄錫磷青銅，考慮到成本問題，齒圈用有色金屬，輪芯用普通灰鑄鐵。

（5）攪龍軸

攪龍軸是集雪裝置中起到主干的作用，蝸輪和攪龍葉片都是在它的上面固定的，在中間的位置還需安裝上蝸輪，軸的兩端需固定在箱體上。

（6）攪龍葉片

攪龍葉片的好壞對集雪的成果能產生較大的影響。在實驗設計時，通過不斷的實驗，最終采取了把兩邊葉片的向設定成反向，這樣做的目的就是能夠把兩邊的積雪推移到中間的地方方便集中收集，蝸輪也要安裝在軸的中間，因此要求對于材料的選擇必須是耐磨耐腐蝕的。

（7）拋雪葉輪

離心葉輪的葉片形狀多種多樣，鑒于我們對積雪處理的要求，選擇了一款簡單的且能滿足需要的平板葉片。鐵、不銹鋼、銅、合金等別的非金屬都可以用來制造離心葉片。

由于離心葉片常和雪水接觸，所以容易收到侵蝕，所以在其外表必須涂上相應的防腐蝕物質。經查閱鎳—磷合金在耐腐蝕、耐磨損方面是比較好的，所以選擇這種合金。

參考文獻：

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作者簡介：

通訊作者，欒加航。